JPH0635992U - パルス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業性の悪い同軸ケーブルや高価なパルス発
生器を用いることなく校正することができることができ
るパルス測定装置を提供する。 【構成】 校正信号発生部４２には、一定周期の矩形波
の校正信号Ｓ₄₂を出力する波形整形回路４６と、校正信
号Ｓ₄₂の平均電圧を検出し、出力する平均電圧検出回路
４７とが設けられている。ＣＰＵ２９は、校正信号Ｓ₄₂
の平均値から校正信号Ｓ₄₂のデューティ比を求め、この
デューティ比および校正信号Ｓ₄₂の周期から校正信号Ｓ
₄₂の基準パルス幅を求め、校正時に校正信号Ｓ₄₂が入力
端子１１に入力されたときは、測定部２５により校正信
号Ｓ₄₂のパルス幅を測定し、測定時に測定対象のパルス
信号Ｓ₁₁が入力端子１１に入力されたときは、校正信号
Ｓ₄₂のパルス幅測定値と基準パルス幅とを用いて、測定
対象のパルス信号Ｓ₁₁のパルス幅測定値を補正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は測定対象であるパルス信号に関する時間を測定するパルス測定装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６はパルス測定装置の従来例の構成図、 図７（Ａ）は従来例の正エッジ間 周期の校正における各信号のタイミング図、図７（Ｂ）は従来例の負エッジ間周 期の校正における各信号のタイミング図である。

【０００３】 従来例は、入力端子１１，１２と、切替スイッチ１３と、コンパレータ１６， １７と、ゲート回路２２と、Ｄフリップフロップ２６，２７および時間差測定回 路２８からなる測定部２５と、ＣＰＵ５２と、表示部３０と、Ｄ／Ａ変換器３１ ，３２とから構成されている。測定対象のパルス信号が入力される入力端子１１ は、端子１４を介してコンパレータ１６の非反転入力端に接続されている。入力 端子１２は切替スイッチ１３および端子１５を介してコンパレータ１７の非反転 入力端に接続されている。コンパレータ１６，１７の反転入力端は、それぞれＤ ／Ａ変換器３１，３２の出力端に接続されている。切替スイッチ１３は、入力端 子１１に接続された接点１３₁ と、入力端子１２に接続された接点１３₂ と、コ ンパレータ１７の非反転入力端に接続された出力端１３₃ とを有している。Ｄ／ Ａ変換器３１，３２は、ＣＰＵ５２の制御によりパルス信号Ｓ₁₁，Ｓ₁₂の中間レ ベルの電圧Ｖ_TA，Ｖ_TBをコンパレータ１６，１７の反転入力端へ出力する。ゲー ト回路２２は、切替用の信号Ｓ₃₁に応じてコンパレータ１６の反転出力または非 反転出力を切替出力する部分（第１のゲート回路）と、切替用の信号Ｓ₃₂に応じ てコンパレータ１７の非反転出力または反転出力を切替出力する部分（第２のゲ ート回路）とから構成されている。測定部２５の時間差測定回路２８は、たとえ ば特公昭６３−３２７２号公報、特開昭６２−２９４９９３号公報等に記載され ている構成のものである。切替スイッチ１３と信号Ｓ₃₁，Ｓ₃₂は、対象とする測 定に応じて表１のように設定される。

【０００４】

【表１】 図６において、入力端子１１→端子１４，入力端子１１→切替スイッチ１３→ 端子１５，入力端子１２→切替スイッチ１３→端子１５の３経路の信号伝播時間 は等しくされている。コンパレータ１６，１７とゲート回路２２との間に図示さ れている遅延部１８，１９，５０，５１は、いずれも独立の素子ではなく、それ ぞれ以下の信号経路の信号伝播時間τ_A ⁺，τ_A ^-，τ_B ⁺，τ_B ^-を意味するものとし て示したものである。すなわち、端子１４→コンパレータ１６の非反転出力端→ ゲート回路２２→入力端子２３における信号伝播時間をτ_A ⁺、端子１４→コンパ レータ１６の反転出力端→ゲート回路２２→入力端子２３における信号伝播時間 をτ_A ^-、端子１５→コンパレータ１７の非反転出力端→ゲート回路２２→入力端 子２４における信号伝播時間をτ_B ⁺、端子１５→コンパレータ１７の反転出力端 →ゲート回路２２→入力端子２４における信号伝播時間をτ_B ^-とする。遅延部５ ０，５１には同軸ケーブル（不図示）の長さの調整による信号伝播時間の可変部 が含まれていることを示す。測定部２５は校正されていて、入力端子２３，２４ に入力する信号Ｓ₂₁，Ｓ₂₂の正エッジ間の時間差を正確に測定できるものとする 。

【０００５】 切替スイッチ１３が接点１３₁ に切替えられたときは、入力端子１１から入力 した測定対象のパルス信号Ｓ₁₁がコンパレータ１６，１７にそれぞれ入力する。 切替スイッチ１３が接点１３₂ に切替えられたときは、入力端子１１，１２から それぞれ入力した測定対象のパルス信号Ｓ₁₁，Ｓ₁₂がコンパレータ１６，１７に それぞれ入力する。コンパレータ１６，１７は、入力したパルス信号を立上りお よび立下りが充分急峻な非反転および反転の矩形波に波形整形して出力する。コ ンパレータ１６，１７の出力は、それぞれゲート回路２２に入力し、信号Ｓ₃₁， Ｓ₃₂によりそれぞれ信号Ｓ₂₁，Ｓ₂₂として切替出力される。信号Ｓ₂₁，Ｓ₂₂は入 力端子２３，２４を通って測定部２５に入力する。両信号の立上りまたは立下り から測定される時間が、測定対象のパルス信号の測定値として時間差測定回路２ ８によって測定される。ＣＰＵ５２は、測定部２５の測定値を表示部３０に表示 する。

【０００６】 次に、従来例の校正について説明する。

【０００７】 まず正エッジ間周期測定の校正について説明する。校正パルス信号Ｓ₁₁，Ｓ₁₂ の周期Ｐ⁺ ，Ｐ^- （Ｐ⁺ ＝Ｐ^- ）は既知であるものとする。表示部３０の表示値 をＰ_m ⁺とすると、表示値Ｐ_m ⁺と実際の周期Ｐ⁺ との間には図７（Ａ）から Ｐ⁺ ＋τ_B ⁺＝τ_A ⁺＋Ｐ_m ⁺ ∴Ｐ_m ⁺＝Ｐ⁺ ＋τ_B ⁺−τ_A ⁺ …（１） の関係が成立する。（１）式から、表示値Ｐ_m ⁺が周期Ｐ⁺ と等しくなるように同 軸ケーブルの長さを調整して信号伝播時間τ_B ⁺を校正することにより、信号伝播 時間τ_B ⁺＝τ_A ⁺とすることができる。この校正により正エッジ間周期を正確に測 定できる。

【０００８】 同様に、負エッジ間周期測定の校正において、表示部３０の表示値をＰ_m ^-とす ると、表示値Ｐ_m ^-と実際の周期Ｐ^- との間には図７（Ｂ）から Ｐ^- ＋τ_B ^-＝τ_A ^-＋Ｐ_m ^- ∴Ｐ_m ^-＝Ｐ^- ＋τ_B ^-−τ_A ^- …（２） の関係が成立する。（２）式から、表示値Ｐ_m ^-が周期Ｐ^- と等しくなるように同 軸ケーブルの長さを調整して信号伝播時間τ_B ^-を校正することにより、信号伝播 時間τ_B ^-＝τ_A ^-とすることができる。この校正により負エッジ間周期を正確に測 定できる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 上述した従来のパルス測定装置では、２系統の経路による遅延差に対して同軸 ケーブルの長さの調整により校正が行なわれるので、校正の作業性が悪い。加え て、信号伝播時間τ_B ⁺＝τ_A ⁺，τ_B ^-＝τ_A ^-が正確に校正されていても、信号伝播 時間には温度変動や経年変動があり、測定精度を維持することが困難である。ま た、たとえば正パルス幅測定の校正では、パルス幅の表示値Ｗ_m ^+- と実際のパル ス幅Ｗ_X ^+- の関係が、図８から Ｗ_m ^+- ＝Ｗ_X ^+- ＋τ_B ^-−τ_A ⁺ …（３） となる。（３）式中のτ_B ^-−τ_A ⁺を除去するには、既知のパルス幅をもつパルス 信号を入力端子１１に入力して信号伝播時間τ_A ⁺，τ_B ^-を校正しなければならな い。このような用途において、使用できるパルス発生器は入手困難であるか、非 常に高価である。負パルス幅の校正についても同様である。

【００１０】 本考案の目的は、作業性の悪い同軸ケーブルや入手困難または高価なパルス発 生器を用いることなく校正することができ、測定精度を維持することができるパ ルス測定装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案のパルス測定装置は、入力端子からそれぞれ入力される測定対象のパル ス信号を立上りおよび立下りが充分急峻な非反転および反転の矩形波に波形整形 する第１，第２の波形整形回路と、第１の波形整形回路の非反転および反転の出 力信号を入力し、いずれかを出力する第１のゲート回路と、第２の波形整形回路 の非反転および反転の出力信号を入力し、いずれかを出力する第２のゲート回路 と、第１および第２のゲート回路のそれぞれの出力信号を入力し、両信号の立上 りまたは立下りから測定される時間を測定対象のパルス信号の測定値として出力 する測定部とを有するパルス測定装置において、一定周期の矩形波の校正信号を 出力する校正信号発生回路と、校正時に前記校正信号が前記入力端子にそれぞれ 入力されたときは、前記校正信号の立上りまたは立下りから測定される時間を前 記校正信号の測定値として記憶し、測定時に測定対象のパルス信号が前記入力端 子にそれぞれ入力されたときは、記憶した前記校正信号の測定値を用いて、前記 測定部から出力される測定対象のパルス信号の測定値を補正し、測定対象のパル ス信号の真の時間値として出力する演算部とを有することを特徴とする。

【００１２】 本考案のパルス測定装置は、入力端子からそれぞれ入力される測定対象のパル ス信号を立上りおよび立下りが充分急峻な非反転および反転の矩形波に波形整形 する第１，第２の波形整形回路と、第１の波形整形回路の非反転および反転の出 力信号を入力し、いずれかを出力する第１のゲート回路と、第２の波形整形回路 の非反転および反転の出力信号を入力し、いずれかを出力する第２のゲート回路 と、第１および第２のゲート回路のそれぞれの出力信号を入力し、両信号の立上 りから立上りまたは立下りから立下りまでの時間を測定対象のパルス信号のパル ス幅測定値として測定、出力する測定部とを有するパルス測定装置において、一 定周期の矩形波の校正信号を出力する校正信号発生回路と、前記校正信号の平均 電圧を検出し、出力する平均電圧検出回路と、前記平均電圧検出回路の出力をデ ィジタル化して出力するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を入力し、そ の値から前記校正信号のデューティ比を求め、このデューティ比および前記校正 信号の周期から前記校正信号の基準パルス幅を求めて記憶し、校正時に前記校正 信号が前記入力端子にそれぞれ入力されたときは、前記測定部により測定される 前記校正信号の立上りから立上りまたは立下りから立下りまでの時間を前記校正 信号のパルス幅測定値として記憶し、測定時に測定対象のパルス信号が前記入力 端子にそれぞれ入力されたときは、記憶した前記校正信号のパルス幅測定値と基 準パルス幅とを用いて、前記測定部から出力される測定対象のパルス信号のパル ス幅測定値を補正し、測定対象のパルス信号の真のパルス幅として出力する演算 部とを有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】

図２（Ａ）〜（Ｅ）は本考案の校正時における各信号のタイミング図、図３（ Ａ）〜（Ｆ）は本考案の測定時における各信号のタイミング図である。第１の波 形整形回路の入力端→第１の波形整形回路の非反転出力端→第１のゲート回路→ 測定部における信号（以下第１のゲート信号という）の伝播時間をτ_A ⁺、第１の 波形整形回路の入力端→第１の波形整形回路の反転出力端→第１のゲート回路→ 測定部における信号（以下第２のゲート信号という）の伝播時間をτ_A ^-、第２の 波形整形回路の入力端→第２の波形整形回路の非反転出力端→第２のゲート回路 →測定部における信号（以下第３のゲート信号という）の伝播時間をτ_B ⁺、第２ の波形整形回路の入力端→第２の波形整形回路の反転出力端→第２のゲート回路 →測定部における信号（以下第４のゲート信号という）の伝播時間をτ_B ^-とする 。校正時、入力端子には図２（Ａ）に示す校正信号が入力されるものとする。こ の状態で、校正信号のロウレベルの値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換 器がディジタル化した値をＶ_L とする。同様に、校正信号のハイレベルの値を平 均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換器がディジタル化した値をＶ_H 、校正信号 の矩形波の平均値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換器がディジタル化し た値をＶ_M とする。ディジタル値Ｖ_L ，Ｖ_H ，Ｖ_M と校正信号のデューティ比Ｄ との間には Ｄ＝（Ｖ_M −Ｖ_L ）／（Ｖ_H −Ｖ_L ） …（４） の関係が成立する。校正信号の周期をＰとすると、（４）式で得られたデューテ ィ比Ｄと校正信号の正パルス幅Ｗとの間には Ｗ＝Ｐ（Ｖ_M −Ｖ_L ）／（Ｖ_H −Ｖ_L ） …（５） の関係が成立する。ここで、（５）式の正パルス幅Ｗを基準パルス幅とする。次 に、校正信号に対して正エッジ間周期、負エッジ間周期、正パルス幅、負パルス 幅の各測定が行なわれるとする。正エッジ間周期測定では第１，第３のゲート信 号の時間差Ｔ₀ ^++\、負エッジ間測定では第２，第４のゲート信号の時間差Ｔ₀ ^--\ 、正パルス幅測定では第１，第４のゲート信号の時間差Ｔ₀ ^+-\、負パルス測定で は第２，第３のゲート信号の時間差Ｔ₀ ^-+\がそれぞれ測定される。各測定値Ｔ₀ ^{+ +} ，Ｔ₀ ^-- ，Ｔ₀ ^+- ，Ｔ₀ ^-+ と各測定におけるそれぞれの信号の伝播時間の差τ _A ⁺ −τ_B ⁺，τ_A ^-−τ_B ^-，τ_A ⁺−τ_B ^-，τ_A ^-−τ_B ⁺との間には、図２（Ｂ），（Ｃ ），（Ｄ），（Ｅ）から表２に示す関係がそれぞれ成立する。

【００１４】

【表２】 測定時、入力端子には測定対象のパルス信号が入力される。正エッジ間周期測 定では第１のパルス信号の正エッジから次の正エッジまでの時間として第１，第 ３のゲート信号の時間差が測定される。負エッジ間周期測定では第１のパルス信 号の負エッジから次の負エッジまでの時間として第２，第４のゲート信号の時間 差が測定される。正パルス幅測定では第１のパルス信号の正エッジから最初の負 エッジまでの時間として第１，第４のゲート信号の時間差が測定される。負パル ス幅測定では第１のパルス信号の負エッジから最初の正エッジまでの時間として 第２，第３のゲート信号の時間差が測定される。正エッジ間時間差測定では第１ のパルス信号の正エッジから第２のパルス信号の正エッジまでの時間として第１ ，第３のゲート信号の時間差が測定される。負エッジ間時間差測定では第１のパ ルス信号の負エッジから第２のパルス信号の負エッジまでの時間として第２，第 ４のゲート信号の時間差が測定される。このとき、正エッジ間周期の真値Ｐ_x ⁺， 負エッジ間周期の真値Ｐ_x ^-，正パルス幅の真値Ｗ_X ⁺，負パルス幅の真値Ｗ_X ^-，正 エッジ間時間差の真値Ｔ_x ⁺⁺ ，負エッジ間時間差の真値Ｔ_x ^-- と、各測定値Ｔ_m との間には、表２、図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）から 表３に示す関係がそれぞれ成立する。

【００１５】

【表３】 演算部は、校正時に表２に示す各信号の伝播時間の差を補正定数としてあらか じめ求めておけば、測定時に測定対象のパルス信号が入力端子に入力されたとき は、表３の関係を用いて、測定部から出力される測定対象のパルス信号の時間に 関する測定値を補正し、真の時間値として出力することができる。

【００１６】

【実施例】

次に、本考案の実施例について図面を参照して説明する。

【００１７】 図１は本考案の第１の実施例を示すパルス測定装置の構成図である。図１中、 図６と同一符号は同一構成要素を示している。

【００１８】 本実施例は、図６の従来例に校正信号発生部４２が付加され、ＣＰＵ２９の構 成がＣＰＵ５２と異なっている。また、コンパレータ１７とゲート回路２２との 間に図示されている遅延部２０，２１は、図６の遅延部５０，５１とは異なり、 その信号伝播時間τ_B ⁺，τ_B ^-が固定値として扱われ、可変部は持たない。校正信 号発生部４２は、測定部２５の端子４１から出力される測定用クロックＳ₄₁（周 期Ｐ₀ ）を１／ｎ分周して周期ｎＰ₀ の矩形波信号Ｓ₄₃を出力する分周器４３と 、分周器４３の矩形波信号Ｓ₄₃とＣＰＵ２９の出力信号Ｓ_N のアンドをとるアン ドゲート４４と、アンドゲート４４の出力とＣＰＵ２９の出力信号Ｓ_M のオアを とるオアゲート４５と、オアゲート４５の出力を波形整形して校正信号Ｓ₄₂を出 力する波形整形回路４６と、校正信号Ｓ₄₂の平均電圧を検出し、出力する平均電 圧検出回路４７と、平均電圧検出回路４７の出力をディジタル化して出力するＡ ／Ｄ変換器４９と、波形整形回路４６の校正信号Ｓ₄₂が出力される出力端子４８ とから構成されている。測定用クロックＳ₄₁は、一定周期の矩形波であれば既設 のものを兼用してよい。分周器４３は、測定用クロックＳ₄₁を平均電圧検出回路 ４７が最も高感度になる周期まで分周するものである。したがって、測定用クロ ックＳ₄₁の周期が平均電圧検出回路４７が最も高感度になる周期であれば、分周 器４３は不要である。波形整形回路４６は、立上り、立下りが急峻で、オーバシ ュート、アンダシュートの少ない波形の校正信号Ｓ₄₂を出力するものであり、シ ュミット回路、コンパレータ回路、リタイミング回路等、いずれを使用してもよ い。平均電圧検出回路の時定数ＲＣは、ＲＣ＞＞ｎＰ₀ となるように選ばれてい る。コンパレータ１６，１７の各電圧Ｖ_TA，Ｖ_TBに対するタイミング誤差は無視 できるものとする。

【００１９】 次に、本実施例の動作を説明する。ここでは、正エッジ間周期測定について説 明する。 〈校正前動作〉 入力端子１１には校正信号Ｓ₄₂が入力されるものとする。ＣＰＵ２９は、ロウ レベルの出力信号Ｓ_N ，Ｓ_M をそれぞれ出力する。すると、オアゲート４５の出 力はロウレベルとなり、波形整形回路４６の出力である校正信号Ｓ₄₂もロウレベ ルとなる。この校正信号Ｓ₄₂のロウレベルの値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ ／Ｄ変換器４９がディジタル値Ｖ_L としてＣＰＵ２９に出力する。次に、ＣＰＵ ２９は、ロウレベルの出力信号Ｓ_N 、ハイレベルの出力信号Ｓ_M をそれぞれ出力 する。すると、オアゲート４５の出力はハイレベルとなり、波形整形回路４６の 出力である校正信号Ｓ₄₂もハイレベルとなる。この校正信号Ｓ₄₂のハイレベルの 値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換器４９がディジタル値Ｖ_H としてＣ ＰＵ２９に出力する。ディジタル値Ｖ_L ，Ｖ_H が得られたところでＣＰＵ２９は 、（Ｖ_L ＋Ｖ_H ）／２を計算し、この値をＤ／Ａ変換器３１，３２に出力する。 これにより、Ｄ／Ａ変換器３１，３２は電圧Ｖ_TA，Ｖ_TBを各々コンパレータ１６ ，１７の反転入力端へ出力する。次に、ＣＰＵ２９は、ハイレベルの出力信号Ｓ _N 、ロウレベルの出力信号Ｓ_M をそれぞれ出力する。すると、オアゲート４５の 出力は周期ｎＰ₀ の矩形波信号Ｓ₄₃と同じ矩形波となり、波形整形回路４６の出 力である校正信号Ｓ₄₂も同じ周期ｎＰ₀ の矩形波となる。この校正信号Ｓ₄₂の矩 形波の平均値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換器４９がディジタル値Ｖ _M としてＣＰＵ２９に出力する。ＣＰＵ２９はディジタル値Ｖ_L ，Ｖ_H ，Ｖ_M か ら校正信号Ｓ₄₂のデューティ比Ｄを前記（４）式の関係により求める。次に前記 （５）式に基づいて基準パルス幅である正パルス幅Ｗを求め、周期ｎＰ₀ ととも に保存する。 〈校正動作〉 校正動作とは、校正信号Ｓ₄₂を入力端子１１に入力して補正定数を求める動作 である。ＣＰＵ２９は、校正前動作で得られた校正信号Ｓ₄₂の正パルス幅Ｗおよ び周期ｎＰ₀ を用いて、前記表２の伝播時間の差τ_A ⁺−τ_B ⁺＝−Ｔ₀ ⁺⁺ を補正定 数として求め、保存する。 〈測定動作〉 入力端子１１には測定対象のパルス信号Ｓ₁₁が入力される。入力端子１１から 入力した測定対象のパルス信号Ｓ₁₁は、コンパレータ１６，１７にそれぞれ入力 する。コンパレータ１６，１７は、入力したパルス信号Ｓ₁₁を立上りおよび立下 りが充分急峻な非反転および反転の矩形波に波形整形して出力する。コンパレー タ１６，１７の出力は、それぞれゲート回路２２に入力し、信号Ｓ₃₁，Ｓ₃₂によ りそれぞれ信号Ｓ₂₁，Ｓ₂₂として切替出力される。信号Ｓ₂₁，Ｓ₂₂は入力端子２ ３，２４を通って測定部２５に入力する。両信号の立上りまたは立下りから測定 される時間が、測定対象のパルス信号の測定値として時間差測定回路２８によっ て測定される。ＣＰＵ２９は、先に求めた表３の関係を用いて測定部２５から出 力されるパルス信号Ｓ₁₁の正エッジ間周期測定値を補正し、パルス信号Ｓ₁₁の真 の正エッジ間周期として表示部３０に表示する。

【００２０】 以上、正エッジ間周期測定について説明したが、負エッジ間周期測定、正パル ス幅測定、負パルス幅測定、正エッジ間時間差測定、負エッジ間時間差測定につ いても同様に補正定数を求めることにより、表３の関係を用いて測定部２５から 出力される測定値を補正することができる。

【００２１】 以上で図１の実施例の動作の説明は終わり、次に、図１の実施例でプローブを 入力端子として使用するときの校正について説明する。図４に示すように、プロ ーブ６１，６２はそれぞれプローブ内部回路６３，６４とフック６５，６６とか らなる。プローブ使用時は、プローブ６１，６２も含めて信号伝播時間τ_A ⁺，τ _A ^- ，τ_B ⁺，τ_B ^-を求めればよい。ただし、例えばプローブ内部回路６３，６４の 電圧減衰が１／１０の場合は、コンパレータ１６，１７の反転入力端の電圧Ｖ_TA ，Ｖ_TBを各々１／１０にする必要がある。

【００２２】 次に、本考案の第２の実施例を説明する。図５に示す本考案の第２の実施例は 、入力側が入力端子１１または校正信号Ｓ₄₂の出力端（不図示）に切替接続され 、出力側が切替スイッチ１３と端子１４に接続された切替スイッチ７１が図１の 実施例に付加されている。したがって、ＣＰＵ２９は必要時に自動的に校正動作 を実行できる（例えば毎回の測定の前に必ず校正動作を行なう）。その他は図１ と同様なので説明を省略する。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように請求項１記載の考案は、校正時に補正定数をあらかじめ求 めておき、測定時に測定対象のパルス信号が入力されたとき、測定部から出力さ れる測定対象のパルス信号の測定値を補正し、真の時間として出力することによ り、作業性の悪い同軸ケーブルを用いることなく校正することができ、測定精度 を維持することができる効果がある。

【００２４】 また、請求項２記載の考案は、測定時に測定対象のパルス信号が入力されたと き、校正信号のパルス幅測定値と基準パルス幅とを用いて、測定部から出力され る測定対象のパルス信号のパルス幅測定値を補正し、測定対象のパルス信号の真 のパルス幅として出力することにより、入手困難または高価なパルス発生器を用 いることなく校正することができ、測定精度を維持することができる効果がある 。

【提出日】平成４年１１月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【作用】

図２（Ａ）〜（Ｅ）は本考案の校正時における各信号のタイミング図、図３（ Ａ）〜（Ｆ）は本考案の測定時における各信号のタイミング図である。第１の波 形整形回路の入力端→第１の波形整形回路の非反転出力端→第１のゲート回路→ 測定部における信号（以下第１のゲート信号という）の伝播時間をτ_A ⁺、第１の 波形整形回路の入力端→第１の波形整形回路の反転出力端→第１のゲート回路→ 測定部における信号（以下第２のゲート信号という）の伝播時間をτ_A ^-、第２の 波形整形回路の入力端→第２の波形整形回路の非反転出力端→第２のゲート回路 →測定部における信号（以下第３のゲート信号という）の伝播時間をτ_B ⁺、第２ の波形整形回路の入力端→第２の波形整形回路の反転出力端→第２のゲート回路 →測定部における信号（以下第４のゲート信号という）の伝播時間をτ_B ^-とする 。校正時、入力端子には図２（Ａ）に示す校正信号が入力されるものとする。こ の状態で、校正信号のロウレベルの値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換 器がディジタル化した値をＶ_L とする。同様に、校正信号のハイレベルの値を平 均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換器がディジタル化した値をＶ_H 、校正信号 の矩形波の平均値を平均電圧検出回路が検出し、Ａ／Ｄ変換器がディジタル化し た値をＶ_M とする。ディジタル値Ｖ_L ，Ｖ_H ，Ｖ_M と校正信号のデューティ比Ｄ との間には Ｄ＝（Ｖ_M −Ｖ_L ）／（Ｖ_H −Ｖ_L ） …（４） の関係が成立する。校正信号の周期をＰとすると、（４）式で得られたデューテ ィ比Ｄと校正信号の正パルス幅Ｗとの間には Ｗ＝Ｐ（Ｖ_M −Ｖ_L ）／（Ｖ_H −Ｖ_L ） …（５） の関係が成立する。ここで、（５）式の正パルス幅Ｗを基準パルス幅とする。次 に、校正信号に対して正エッジ間周期、負エッジ間周期、正パルス幅、負パルス 幅の各測定が行なわれるとする。正エッジ間周期測定では第１，第３のゲート信 号の時間差Ｔ₀ ⁺⁺、負エッジ間測定では第２，第４のゲート信号の時間差Ｔ₀ ^--、 正パルス幅測定では第１，第４のゲート信号の時間差Ｔ₀ ^+-、負パルス測定では 第２，第３のゲート信号の時間差Ｔ₀ ^-+がそれぞれ測定される。各測定値Ｔ₀ ⁺⁺ ，Ｔ₀ ^-- ，Ｔ₀ ^+- ，Ｔ₀ ^-+ と各測定におけるそれぞれの信号の伝播時間の差τ_A ⁺ −τ_B ⁺，τ_A ^-−τ_B ^-，τ_A ⁺−τ_B ^-，τ_A ^-−τ_B ⁺との間には、図２（Ｂ），（Ｃ） ，（Ｄ），（Ｅ）から表２に示す関係がそれぞれ成立する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【表３】 演算部は、校正時に表２に示す各信号の伝播時間の差を補正定数としてあらか じめ求めておけば、測定時に測定対象のパルス信号が入力端子に入力されたとき は、表３の関係を用いて、測定部から出力される測定対象のパルス信号の時間に 関する測定値を補正し、真の時間値として出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示すパルス測定装置の
構成図である。

【図２】同図（Ａ）〜（Ｅ）は本考案の校正時における
各信号のタイミング図である。

【図３】同図（Ａ）〜（Ｆ）は本考案の測定時における
各信号のタイミング図である。

【図４】図１の実施例でプローブを入力端子として使用
するときの校正の説明図である。

【図５】本考案の第２の実施例を示すパルス測定装置の
説明図である。

【図６】パルス測定装置の従来例の構成図である。

【図７】同図（Ａ）は従来例の正エッジ間周期の校正に
おける各信号のタイミング図、同図（Ｂ）は従来例の負
エッジ間周期の校正における各信号のタイミング図であ
る。

【図８】従来例の正パルス幅測定の校正における各信号
のタイミング図である。

【符号の説明】

１１，１２，２３，２４ 入力端子 １３ 切替スイッチ １４，１５，４１ 端子 １６，１７ コンパレータ ２２ ゲート回路 ２５ 測定部 ２６，２７ Ｄフリップフロップ ２８ 時間差測定回路 ２９ ＣＰＵ ３０ 表示部 ３１，３２ Ｄ／Ａ変換器 ４２ 校正信号発生部 ４３ 分周器 ４４ アンドゲート ４５ オアゲート ４６ 波形整形回路 ４７ 平均電圧検出回路 ４８ 出力端子 ４９ Ａ／Ｄ変換器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子からそれぞれ入力される測定対
   象のパルス信号を立上りおよび立下りが充分急峻な非反
   転および反転の矩形波に波形整形する第１，第２の波形
   整形回路と、第１の波形整形回路の非反転および反転の
   出力信号を入力し、いずれかを出力する第１のゲート回
   路と、第２の波形整形回路の非反転および反転の出力信
   号を入力し、いずれかを出力する第２のゲート回路と、
   第１および第２のゲート回路のそれぞれの出力信号を入
   力し、両信号の立上りまたは立下りから測定される時間
   を測定対象のパルス信号の測定値として出力する測定部
   とを有するパルス測定装置において、 一定周期の矩形波の校正信号を出力する校正信号発生回
   路と、 校正時に前記校正信号が前記入力端子にそれぞれ入力さ
   れたときは、前記校正信号の立上りまたは立下りから測
   定される時間を前記校正信号の測定値として記憶し、測
   定時に測定対象のパルス信号が前記入力端子にそれぞれ
   入力されたときは、記憶した前記校正信号の測定値を用
   いて、前記測定部から出力される測定対象のパルス信号
   の測定値を補正し、測定対象のパルス信号の真の時間値
   として出力する演算部とを有することを特徴とするパル
   ス測定装置。
2. 【請求項２】 入力端子からそれぞれ入力される測定対
   象のパルス信号を立上りおよび立下りが充分急峻な非反
   転および反転の矩形波に波形整形する第１，第２の波形
   整形回路と、第１の波形整形回路の非反転および反転の
   出力信号を入力し、いずれかを出力する第１のゲート回
   路と、第２の波形整形回路の非反転および反転の出力信
   号を入力し、いずれかを出力する第２のゲート回路と、
   第１および第２のゲート回路のそれぞれの出力信号を入
   力し、両信号の立上りから立上りまたは立下りから立下
   りまでの時間を測定対象のパルス信号のパルス幅測定値
   として測定、出力する測定部とを有するパルス測定装置
   において、 一定周期の矩形波の校正信号を出力する校正信号発生回
   路と、 前記校正信号の平均電圧を検出し、出力する平均電圧検
   出回路と、 前記平均電圧検出回路の出力をディジタル化して出力す
   るＡ／Ｄ変換器と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力を入力し、その値から前記校正
   信号のデューティ比を求め、このデューティ比および前
   記校正信号の周期から前記校正信号の基準パルス幅を求
   めて記憶し、校正時に前記校正信号が前記入力端子にそ
   れぞれ入力されたときは、前記測定部により測定される
   前記校正信号の立上りから立上りまたは立下りから立下
   りまでの時間を前記校正信号のパルス幅測定値として記
   憶し、測定時に測定対象のパルス信号が前記入力端子に
   それぞれ入力されたときは、記憶した前記校正信号のパ
   ルス幅測定値と基準パルス幅とを用いて、前記測定部か
   ら出力される測定対象のパルス信号のパルス幅測定値を
   補正し、測定対象のパルス信号の真のパルス幅として出
   力する演算部とを有することを特徴とするパルス測定装
   置。